西北区域数值预报中心:扎根西北 量身定做特色数值模式
中国气象报记者 孙楠 倪永强 今年在甘肃酒泉发射的“神舟十一号”载人飞船和“天宫二号”,背后有着惊心动魄的气象保障服务故事。
在“天宫二号”发射垂直转运环节,由于火箭没有注入燃料,有些“头重脚轻”,受近地面强风影响大,非常需要精细化气象预报支持。兰州中心气象台和酒泉卫星发射中心的气象专家提供的逐小时精细到3公里的地面浅层风预报,为顺利转运火箭准确锁定了“窗口”时间。“神舟十一号”的发射对气象条件要求高,其中垂直转运窗口和发射窗口的气象条件至关重要。驻守在现场的气象保障组依托丰富的预报产品,确定10月10日10时30分气象条件完全满足船箭组合体垂直转运,为垂直转运顺利完成提供决策参考。
这些预报产品,直接由西北区域数值预报业务试验系统0.1版本制作而成。该模式系统由西北区域数值预报中心研发,9月1日正式上线,并成功经受住了实战考验。
我国西北地区地形复杂,东南部海拔高度不足1000米,西南部海拔接近5000米,梯度很大,地表缺少植被,陆—气交换微物理过程也与东部地区有所不同,很多数值预报模式对该地区的天气气候预报预测有很大的局限性,研发适应西北地区自身特点的数值预报,满足准确的预报服务需求甚为迫切。
为此,甘肃省气象局筹建了西北区域数值预报中心。2015年5月,西北区域数值预报业务试验系统0版本正式业务运行。经过一年多的改进完善后,0.1版本正式上线,能够提供逐小时的精细到3公里的气象要素预报。目前,预报产品已推广至西北地区。
西北区域数值预报中心常务副主任张铁军介绍,西北区域数值预报业务试验系统通过使用卫星遥感产品反演的最新土地利用数据替换原有模式中的数据,进行垂直层加密,融合处理多种资料等方式,改进模式驱动资料的精确性。最终模式对近地面温度和风场的预报误差有明显改进,针对西北地区的干旱模拟能力显著提高。
除了考虑预报业务精细、格点化,研究人员还分析了不同区域致灾因素和地方经济建设需求。在西北区域数值预报业务试验系统0版本运行过程中,已有很多成功的预报服务案例。今年3月2日,甘肃迭部县腊子口铁尺新村和达拉林场相继发生森林火灾,火场海拔高、坡度陡、山沟深,人为扑灭难度大。根据数值预报结果,气象部门提前3天预报出雨雪天气过程,提前准备人工增雨作业,为最终扑灭大火奠定了基础。
甘肃省气象局局长鲍文中说,西北地区对致灾的强对流天气预报有着很高需求,今年8月24日,甘肃河东地区出现强降雨,其过程累积雨量和最大雨强均超过2010年8月8日,正是由于数值预报水平的提升,使得预报预警及时准确,人员伤亡降至最低。
西北区域数值预报业务试验系统建设之所以取得成绩,和人才创新培养密不可分。“脚踩西瓜皮不行,创新团队必须要有科研基础、有骨干人才、有预报业务转化能力,并配合相应的保障机制,才能真正让科研成果引领业务发展。”鲍文中说。西北区域数值预报中心将“蛋”孵成“鸡”,研发特色模式,提高了整个西北地区的预报服务水平。
“十三五”期间,甘肃省将着力提高预报预测准确率和精细化水平,这少不了数值预报的支撑。张铁军说,西北区域数值预报中心将继续进行西北复杂地形条件下的资料同化改进,进行干旱半干旱区陆表分类及其陆面过程参数化工作,并针对精细化格点预报、短临预报业务以及风、光、电服务需求,完善区域数值预报系统。
(来源:中国气象报)